JP7056918B2 - 汚卵検出装置 - Google Patents
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Description
卵を回転させながら搬送する回転搬送部と、
前記回転搬送部上を搬送される卵に、光を間接的に照射するための照射部と、
前記照射部の光を、前記回転搬送部上の卵に向かって拡散反射するように設置される拡散反射部と、
前記回転搬送部上の卵を撮像するための少なくとも1の撮像部と、
前記撮像部が撮像した卵の少なくとも2以上の画像から、当該卵が汚卵であるか否かを判定する画像処理部と、を有する。
前記撮像部によって撮像された卵を含む画像を、赤(R)、緑(G)、青(B)の画像に分解する第一RGB分解部と、
前記第一RGB分解部で分解することで得られる、R画像、G画像、B画像の内、少なくとも1の画像である第一分解画像に対して各画素の輝度値でエッジ検出処理を行うことで、または2以上の画像に対して各画素の輝度値の差を取ることで得られる第一差画像に対し、その輝度値を対象としたエッジ検出処理を行うことで、検査対象である検査対象卵と、非検査対象部分とを分離して検査対象卵画像を抽出する輪郭抽出部と、
前記輪郭抽出部で得られた前記検査対象卵画像に対し、赤(R)、緑(G)、青(B)の画像に分解する第二RGB分解部と、
前記第二RGB分解部で分解することで得られる、R画像、G画像、B画像の内、少なくとも1の画像である第二分解画像に対して、その輝度値のヒストグラムをとり、当該ヒストグラムの最大頻度値を基準値とし、卵殻色基準輝度値から当該基準値を引き卵殻色特徴値を求める卵殻色特徴値算出部と、
前記卵殻色特徴値算出部で求められる前記卵殻色特徴値に基づいて、少なくとも2種類の卵殻色を判定する卵殻色判定部と、有する。
前記第二RGB分解部は、輪郭抽出された検査対象卵のみの画像に対するRGB分解を行う。これにより、検査卵以外の画像を含まないので検査卵のみの汚れを的確に判断できる。
前記卵殻色基準輝度値は、色を決定するための色見本となる板を撮像して得るが、任意の値を設定しても構わない。
本発明において、卵は回転しながら搬送されているため、卵の全周がすべて撮像されることになり、個々の卵の検査画像は、一つではなく少なくとも2つ以上である。
前記卵殻色判別部で判別された少なくとも2種色の卵の内、白色卵において、
前記第二RGB分解部で分解することで得られる第二分解画像(R、G、Bのいずれか一画像)の、縦または横方向に走査して、第二分解画像の輝度値をグラフ化した輝度グラフにおいて、その輝度グラフ上方を凸に覆うような白色卵基準線をとる基準線作成部と、
前記白色卵基準線の値で、前記縦または横方向の走査方向に対し直交する垂直方向の各画素にわたって正規化し、白色卵基準画像を作成する白色卵基準画像作成部と、
前記白色卵基準画像作成部によって作成された白色卵基準画像を、汚れと判定する白色卵汚れ判定閾値によって2値化し、白色卵2値画像を作成する白色卵2値画像作成部と、を有する。
前記白色卵基準画像作成部は、さらに各画素で正規化した白色卵基準線の値を白色卵基準値として処理してもよい。
前記白色卵基準画像作成部で作成された白色卵基準画像と、前記白色卵2値画像作成部で作成された白色卵2値画像から、白色卵汚れ特徴値を求める白色卵汚れ特徴値算出部と、
前記白色卵汚れ特徴値算出部で求められた前記白色卵汚れ特徴値と所定の閾値との比較に基づいて、汚卵か否かを判断する、白色卵用汚卵判断部と、を有する。
前記白色卵汚れ特徴値は、例えば、汚れの面積または範囲、汚れムラなどである。
前記卵殻色判別部で判別された少なくとも2種色の卵の内、褐色卵において、
前記輪郭抽出画像からHSV画像に変換する変換部と、
前記変換部で得られた、色相画像と彩度画像のそれぞれのヒストグラムをとり、色相画像から得られたヒストグラムの最大頻度値の色相値(H)と、彩度画像から得られたヒストグラムの最大頻度値の彩度値(S)とを卵殻色(褐色卵)の特徴値(H、S)とし、前記HSV画像を、前記褐色卵の特徴値(H、S)のそれぞれで正規化し、第一褐色卵基準画像を作成する第一褐色卵基準画像作成部と、
前記褐色卵基準画像作成部によって作成された第一褐色卵基準画像を、汚れと判定する第一褐色卵汚れ判定閾値によって2値化する第一褐色卵2値画像作成部と、を有する。
前記第一褐色卵基準画像作成部で作成された第一褐色卵基準画像と、前記第一褐色卵2値画像作成部で作成された第一褐色卵2値画像から、第一褐色卵汚れ特徴値を求める第一褐色卵汚れ特徴値算出部と、
前記第一褐色卵汚れ特徴値算出部で求められた前記第一褐色卵汚れ特徴値と所定の閾値との比較に基づいて、汚卵か否かを判断する、第一褐色卵用汚卵判断部と、を有する。
前記第一褐色卵汚れ特徴値は、例えば、汚れの面積または範囲、汚れムラなどである。
前記卵殻色判別部で判別された少なくとも2種色の卵の内、褐色卵において、
前記輪郭抽出部で輪郭が抽出された検査対象卵の画像を、前記第二RGB分解部で分解することで得られる褐色卵の青画像であって、
褐色卵の青画像を縦または横方向に走査して、褐色卵の青画像の輝度値をグラフ化した輝度グラフにおいて、その輝度グラフ上方を凸に覆うような青画像基準線をとる青画像基準線作成部と、各画素上で前記青画像基準線の値での正規化を、前記走査方向と直交する垂直方向の各画素にわたって行い、褐色卵青基準画像を作成する(及び各画素で正規化した青画像基準線の値を褐色卵青画像基準値とする)褐色卵青基準画像作成部と、
前記褐色卵青基準画像作成部によって作成された褐色卵青基準画像を、汚れと判定する青画像卵汚れ判定閾値によって2値化し褐色卵青2値画像を作成する褐色卵青2値画像作成部と、
前記褐色卵青基準画像作成部で作成された褐色卵青基準画像と、前記褐色卵青2値画像作成部で作成された褐色卵青2値画像から、褐色卵青汚れ特徴値を求める褐色卵青汚れ特徴値算出部と、
前記褐色卵青汚れ特徴値算出部で求められた前記褐色卵青汚れ特徴値と所定の閾値との比較に基づいて、汚卵か否かを判断する、褐色卵青用汚卵判断部と、を有してもいてもよい。
前記褐色卵青汚れ特徴値は、例えば、汚れの面積または範囲、汚れムラなどであってもよい。
前記褐色卵青汚れ特徴値算出部は、前記褐色卵青2値画像作成部で作成された褐色卵青2値画像の内、汚れと判定された領域の内、最も面積の大きな領域の面積または範囲を褐色卵青汚れ特徴値としてもよい。
前記卵殻色判別部で判別された少なくとも2種色の卵の内、褐色卵において、
前記輪郭抽出部で輪郭が抽出された検査対象卵の画像を、前記第二RGB分解部で分解することで得られる褐色卵の赤画像であって、
褐色卵の赤画像を縦または横方向に走査して、褐色卵の赤画像の輝度値をグラフ化した輝度グラフにおいて、その輝度グラフ上方を凸に覆うような赤画像基準線をとる赤画像基準線作成部と、各画素上で前記赤画像基準線の値での正規化を、前記走査方向と直交する垂直方向の各画素にわたって行い、褐色卵赤基準画像を作成する(及び各画素で正規化した赤画像基準線の値を褐色卵赤画像基準値とする)褐色卵赤基準画像作成部と、
前記褐色卵赤基準画像作成部によって作成された褐色卵赤基準画像を、汚れと判定する赤画像卵汚れ判定閾値によって2値化し褐色卵赤2値画像を作成する褐色卵赤2値画像作成部と、
前記褐色卵赤基準画像作成部で作成された褐色卵赤基準画像と、前記褐色卵赤2値画像作成部で作成された褐色卵赤2値画像から、褐色卵赤汚れ特徴値を求める褐色卵赤汚れ特徴値算出部と、
前記褐色卵赤汚れ特徴値算出部で求められた前記褐色卵赤汚れ特徴値と所定の閾値との比較に基づいて、汚卵か否かを判断する、褐色卵赤用汚卵判断部と、を有してもいてもよい。
前記褐色卵赤汚れ特徴値は、例えば、汚れの面積または範囲、汚れムラなどであってもよい。
前記褐色卵赤汚れ特徴値算出部は、前記褐色卵赤2値画像作成部で作成された褐色卵赤2値画像の内、汚れと判定された領域の内、最も面積の大きな領域の面積または範囲を褐色卵赤汚れ特徴値としてもよい。
前記第一RGB分解部で分解された赤画像と青画像の第一差画像を作成する第一差画像作成部と、
前記第一差画像における画像上の輝度でヒストグラムを取り、最大頻度の輝度値を最大値として正規化する正規化部と、
前記正規化部で正規化された正規化画像を、第一閾値で2値化し、第一画像を作成する第一処理部と、
前記正規化部で正規化された正規化画像を、所定の空間フィルタで前処理をし、第二閾値で2値化して反転(例えば白黒反転)し、第二画像を作成する第二処理部と、
前記第一処理部で作成された第一画像と、前記第二処理部で作成された第二画像との差(例えば論理積)をとって前記第一差画像を加工して加工差画像を作成する第一差画像加工部と、
前記加工差画像から所定の画像処理で輪郭画像を分離し、分離画像を生成する分離部と、
前記分離部で分離された輪郭画像をブロブ解析し、ブロブに凸包をとり、凸包を卵の輪郭として背景から抜出して検出卵画像を作成する卵画像作成部と、を有する。
前記正規化部は、例えば、検査対象の卵に基づいて最大頻度を求めるものであり、卵周囲の画素群が最大頻度となる場合はその画素は無視する構成であってもよい。
本発明の一実施形態である汚卵検出装置について、図面を参照して説明する。図1は汚卵検出装置1の搬送方向に対する側面断面図である。図1に示すように卵を搬送する回転搬送部(ローラーコンベヤ)10と、上部を覆うカバー部材11で構成される。
図3は画像処理部(輪郭抽出部)による、輪郭抽出過程の経過を示している。画像31はカメラ121~124が撮像した画像である。画像32は画像31をR(赤)、G(緑)、B(青)のそれぞれの色に分解した画像から、赤画像と青画像の輝度値の差をとって表した第一差画像32である(RGB分解は、第一RGB分解部の機能であり、第一差画像は、第一差画像作成部により作成される)。
正規化画像33を所定の第一輝度閾値で2値化(図において所定の閾値より輝度が大きい箇所を黒、所定の閾値に輝度より小さい箇所を白)したものが卵形状画像34(第一画像に相当する)である。
図4は画像処理部(卵殻色判定部)による、各卵殻色の青画像における輝度値のヒストグラムを示している。白色卵の輪郭抽出画像411(輪郭抽出部で作成された輪郭抽出画像39に該当)を、RGB分解して白色卵青画像412を得る(第二RGB分解部の機能である)。ヒストグラム413は、白色卵青画像412の輝度値についてのヒストグラムである(ヒストグラムは卵殻色特徴値算出部で求められる)。
図5は画像処理部による、汚卵判定のためのRGB基準画像生成過程の経過を示している。白色卵の輪郭抽出画像511(輪郭抽出部で作成された輪郭抽出画像39に該当)を、RGB分解して白色卵青画像512を得る(第二RGB分解部の機能である)。白色卵青画像512に対して、画像の横方向に走査して、座標に対する輝度値グラフ513を生成する(基準線作成部の機能である)。
図7は画像処理部による、汚卵判定のためのHSV基準画像生成過程の経過を示している。図7では褐色卵のみを例示しているが、白色卵についても同様にHSV基準画像の生成と汚卵判定の特徴値の算出を行っても構わない。
図8は、白色卵の汚卵判定のフローチャートを示す。白色卵2値画像515の輪郭を除いた、大小含めた白いブロブ全体を、汚れの面積または範囲とする(白色卵汚れ特徴値算出部の機能である)。
図9Aは、褐色卵のRGB基準画像による汚卵判定のフローチャートを示す。褐色卵赤2値画像525(褐色卵青2値画像535でも同様)の輪郭を除いた、白いブロブのうち、最も大きなブロブを汚れの面積または範囲とする。
図9Bは、褐色卵のHSV基準画像による汚卵判定のフローチャートを示す。第一褐色卵2値画像79の輪郭を除いた、白いブロブのうち、最も大きなブロブを汚れの面積または範囲とする(第一褐色卵汚れ特徴値算出部の機能である)。
卵殻色判別部において、淡紅色卵と判別された卵についても、白色卵と褐色卵とは異なる、各汚れの特徴値に対する特徴値を用意し、淡紅色卵について白色卵や褐色卵とは別途汚卵判定を行うものであってもよい。
10 回転搬送部
11 カバー部材
121 第一撮像用カメラ
122 第二撮像用カメラ
123 第三撮像用カメラ
124 第四撮像用カメラ
131 第一照明
132 第二照明
141 第一拡散反射板
142 第二拡散反射板
31 画像
32 第一差画像
33 正規化画像
34 卵形状画像
35 エッジ検出画像
36 卵輪郭画像
37 加工差画像
38 分離画像
39 輪郭抽出画像
411 白色卵輪郭抽出画像
412 白色卵青画像
413 白色卵ヒストグラム
421 淡紅色卵輪郭抽出画像
422 淡紅色卵青画像
423 淡紅色卵ヒストグラム
431 褐色卵輪郭抽出画像
432 褐色卵青画像
433 褐色卵ヒストグラム
511 白色卵輪郭抽出画像
512 白色卵青画像
513 白色卵輝度値グラフ
514 白色卵基準画像
515 白色卵2値画像
521 第二褐色卵輪郭抽出画像
522 第二褐色卵青画像
523 第二褐色卵輝度値グラフ
524 第二褐色卵基準画像
525 第二褐色卵2値画像
531 第三褐色卵輪郭抽出画像
532 第三褐色卵青画像
533 第三褐色卵輝度値グラフ
534 第三褐色卵基準画像
535 第三褐色卵2値画像
601 第一基準点
602 第二基準点
603 第三基準点
604 第四基準点
61 走査輝度グラフ
62 凸包線作成経過図
63 凸包線作成経過図
64 凸包線完成図
65 凸包線完成図
66 直線
67 直線
71 輪郭抽出画像
72 色相画像
73 彩度画像
74 色相値ヒストグラム
75 彩度値ヒストグラム
76 第一褐色卵基準画像
77 第一褐色卵輝度値グラフ
78 第一褐色卵2値画像
1001 正規化画像
1002 2値画像
1003 ブロブ解析画像
1004 卵輪郭画像
1101 正規化画像
1102 2値画像
1103 輝度値グラフ
1104 輝度値グラフ
1105 輝度値グラフ
1106 汚れムラ判定グラフ
T 卵
Claims (7)
- 卵を回転させながら搬送する回転搬送部と、
前記回転搬送部上を搬送される卵に、光を間接的に照射するための照射部と、
前記照射部の光を、前記回転搬送部上の卵に向かって拡散反射するように設置される拡散反射部と、
前記回転搬送部上の卵を撮像するための少なくとも1の撮像部と、
前記撮像部が撮像した卵の少なくとも2以上の画像から、当該卵が汚卵であるか否かを判定する画像処理部と、を有し、
前記画像処理部は、
前記撮像部によって撮像された卵を含む画像を、赤(R)、緑(G)、青(B)の画像に分解する第一RGB分解部と、
前記第一RGB分解部で分解することで得られる、R画像、G画像、B画像の内、少なくとも1の画像である第一分解画像に対して各画素の輝度値でエッジ検出処理を行うことで、または2以上の画像に対して各画素の輝度値の差を取ることで得られる第一差画像に対し、その輝度値を対象としたエッジ検出処理を行うことで、検査対象である検査対象卵と、非検査対象部分とを分離して検査対象卵画像を抽出する輪郭抽出部と、
前記輪郭抽出部で得られた前記検査対象卵画像に対し、赤(R)、緑(G)、青(B)の画像に分解する第二RGB分解部と、
前記第二RGB分解部で分解することで得られる、R画像、G画像、B画像の内、少なくとも1の画像である第二分解画像に対して、その輝度値のヒストグラムをとり、当該ヒストグラムの最大頻度値を基準値とし、卵殻色基準輝度値から当該基準値を引き卵殻色特徴値を求める卵殻色特徴値算出部と、
前記卵殻色特徴値算出部で求められる前記卵殻色特徴値に基づいて、少なくとも2種類の卵殻色を判定する卵殻色判別部と、を有する汚卵検出装置。 - 前記画像処理部は、
前記卵殻色判別部で判別された少なくとも2種色の卵の内、白色卵において、
前記第二RGB分解部で分解することで得られる第二分解画像(R,G,Bのいずれか一画像)の、縦または横方向に走査して、第二分解画像の輝度値をグラフ化した輝度グラフにおいて、その輝度グラフ上方を凸に覆うような白色卵基準線をとる基準線作成部と、
前記白色卵基準線の値で、前記縦または横方向の走査方向に対し直交する垂直方向の各画素にわたって正規化し、白色卵基準画像を作成する白色卵基準画像作成部と、
前記白色卵基準画像作成部によって作成された白色卵基準画像を、汚れと判定する白色卵汚れ判定閾値によって2値化し、白色卵2値画像を作成する白色卵2値画像作成部と、を有する請求項1に記載の汚卵検出装置。 - 前記画像処理部は、
前記白色卵基準画像作成部で作成された白色卵基準画像と、前記白色卵2値画像作成部で作成された白色卵2値画像から、白色卵汚れ特徴値を求める白色卵汚れ特徴値算出部と、
前記白色卵汚れ特徴値算出部で求められた前記白色卵汚れ特徴値と所定の閾値との比較に基づいて、汚卵か否かを判断する、白色卵用汚卵判断部と、を有する請求項2に記載の汚卵検出装置。 - 前記画像処理部は、
前記卵殻色判別部で判別された少なくとも2種色の卵の内、褐色卵において、
輪郭抽出画像からHSV画像に変換する変換部と、
前記変換部で得られた、色相画像と彩度画像のそれぞれのヒストグラムをとり、色相画像から得られたヒストグラムの最大頻度値の色相値(H)と、彩度画像から得られたヒストグラムの最大頻度値の彩度値(S)とを卵殻色(褐色卵)の特徴値(H、S)とし、前記HSV画像を、前記褐色卵の特徴値(H、S)のそれぞれで正規化し、第一褐色卵基準画像を作成する第一褐色卵基準画像作成部と、
前記第一褐色卵基準画像作成部によって作成された第一褐色卵基準画像を、汚れと判定する第一褐色卵汚れ判定閾値によって2値化する第一褐色卵2値画像作成部と、を有する請求項1に記載の汚卵検出装置。 - 前記画像処理部は、
前記第一褐色卵基準画像作成部で作成された第一褐色卵基準画像と、前記第一褐色卵2値画像作成部で作成された第一褐色卵2値画像から、第一褐色卵汚れ特徴値を求める第一褐色卵汚れ特徴値算出部と、
前記第一褐色卵汚れ特徴値算出部で求められた前記第一褐色卵汚れ特徴値と所定の閾値との比較に基づいて、汚卵か否かを判断する、第一褐色卵用汚卵判断部と、を有する請求項4に記載の汚卵検出装置。 - 前記画像処理部は、
前記卵殻色判別部で判別された少なくとも2種色の卵の内、褐色卵において、
前記輪郭抽出部で輪郭が抽出された検査対象卵の画像を、前記第二RGB分解部で分解することで得られる褐色卵の青画像であって、
褐色卵の青画像を縦または横方向に走査して、褐色卵の青画像の輝度値をグラフ化した輝度グラフにおいて、その輝度グラフ上方を凸に覆うような青画像基準線をとる青画像基準線作成部と、各画素上で前記青画像基準線の値での正規化を、前記走査方向と直交する垂直方向の各画素にわたって行い、褐色卵青基準画像を作成する褐色卵青基準画像作成部と、
前記褐色卵青基準画像作成部によって作成された褐色卵青基準画像を、汚れと判定する青画像卵汚れ判定閾値によって2値化し褐色卵青2値画像を作成する褐色卵青2値画像作成部と、
前記褐色卵青基準画像作成部で作成された褐色卵青基準画像と、前記褐色卵青2値画像作成部で作成された褐色卵青2値画像から、褐色卵青汚れ特徴値を求める褐色卵青汚れ特徴値算出部と、
前記褐色卵青汚れ特徴値算出部で求められた前記褐色卵青汚れ特徴値と所定の閾値との比較に基づいて、汚卵か否かを判断する、褐色卵青用汚卵判断部と、を有する請求項1に記載の汚卵検出装置。 - 前記画像処理部は、
前記卵殻色判別部で判別された少なくとも2種色の卵の内、褐色卵において、
前記輪郭抽出部で輪郭が抽出された検査対象卵の画像を、前記第二RGB分解部で分解することで得られる褐色卵の赤画像であって、
褐色卵の赤画像を縦または横方向に走査して、褐色卵の赤画像の輝度値をグラフ化した輝度グラフにおいて、その輝度グラフ上方を凸に覆うような赤画像基準線をとる赤画像基準線作成部と、各画素上で前記赤画像基準線の値での正規化を、前記走査方向と直交する垂直方向の各画素にわたって行い、褐色卵赤基準画像を作成する褐色卵赤基準画像作成部と、
前記褐色卵赤基準画像作成部によって作成された褐色卵赤基準画像を、汚れと判定する赤画像卵汚れ判定閾値によって2値化し褐色卵赤2値画像を作成する褐色卵赤2値画像作成部と、
前記褐色卵赤基準画像作成部で作成された褐色卵赤基準画像と、前記褐色卵赤2値画像作成部で作成された褐色卵赤2値画像から、褐色卵赤汚れ特徴値を求める褐色卵赤汚れ特徴値算出部と、
前記褐色卵赤汚れ特徴値算出部で求められた前記褐色卵赤汚れ特徴値と所定の閾値との比較に基づいて、汚卵か否かを判断する、褐色卵赤用汚卵判断部と、を有する請求項1に記載の汚卵検出装置。
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